Cơ bản Hoạt động của Của Chíp VGA trên Laptop

1) Chức năng của Chip Video (Chip xử lý đồ hoạ)

Chip Video (Chip xử lý đồ hoạ) là thiết bị chịu trách nhiệm xử lý các thông tin về hình ảnh trong máy tính.
Chip đồ họa thường được kết nối với màn hình máy tính giúp người sử dụng máy tính có thể giao tiếp với máy tính.
Mọi máy tính cá nhân, máy tính xách tay đều phải có bo mạch đồ họa, chip đồ hoạ.

2) Phân loại Chip Video trên máy Laptop.

Chip Video trên các máy Laptop sử dụng một trong ba trường hợp sau đây:

2.1 - Máy sử dụng chip Video On (tích hơp trong Chipset bắc)



2.2 - Máy sử dụng Chip Video rời, với các máy sử dụng Chip video rời thì thông thường sử dụng hai loại Chip chủ yếu sau:

- Chip hãng ATI
- Chip hãng nVIDIA
Ngoài hai hãng sản xuất chip Video chủ yếu trên, thị trường còn một số hãng sản xuất chip như SIS, Trident, S3 Trio v.v, các hãng
này có thị phần nhỏ trên thị trường.



3) Một số Chip Video trong thực tế.

3.1 - Máy IBM T41 sử dụng Chip Video rời hãng ATI



Trên các máy có sử dụng Chip Video rời thì bạn sẽ thấy có một Chip đứng cạnh Chipset bắc và có mã
hiệu là ATI hoặc NVIDIA, như trường hợp ở trên là máy IBM T41 sử dụng Chip Video hãng ATI.

3.2 - Máy SONY FZ 340E sử dụng Chip Video rời hãng NVIDIA.


Trên các máy có sử dụng Chip Video rời thì bạn sẽ thấy có một Chip đứng cạnh Chipset bắc và có mã
hiệu là ATI hoặc NVIDIA, như trường hợp ở trên là máy SONY FZ 340E sử dụng Chip Video hãng NVIDIA.
3.3 - Máy COMPAQ CQ40 có Chip Video on (tích hợp trong Chipset bắc)








Với các máy Laptop, bạn không thấy Chip Video mà chỉ thấy Chipset bắc và Chipset nam thì
Chip Video đã được tích hợp bên trong Chipset bắc.


4) Thành phần cơ bản của mạch xử lý Video.

4.1 - Chip xử lý đồ hoạ GPU (Chip Video)

Chip xử lý đồ họa ("Graphic Processing Unit", viết tắt là GPU) là thành phần rất quan trọng quyết định đến
sức mạch đồ họa, nó có ý nghĩa như CPU trong máy tính. Đối với các mạch đồ họa trên Laptop chúng có
thể ở dạng GPU gắn liền trên bo mạch hoặc được tích hợp chung vào Chipset (thường là Chipset cầu bắc.
Hiện nay các Chip đồ họa rời thường sử dụng GPU của hai hãng sản xuất:
nVIDIA
ATI (Trước đây là một hãng độc lập, nay đã được hãng AMD mua lại)
Ngoài hai hãng này một số hãng khác cũng sản xuất chip xử lý đồ họa (SIS, Trident, S3 Trio v.v.) nhưng
các công ty đó hiện không thành công trong khẳng định vị thế của mình trên thị trường chip xử lý đồ họa.


4.2 - Bộ nhớ đồ hoạ (RAM)
Để xử lý các tác vụ đồ họa và lưu trữ kết quả tính toán tạm thời, Chip đồ họa có các bộ nhớ riêng hoặc
các phần bộ nhớ rành riêng cho chúng từ bộ nhớ chung của hệ thống, trong các trường hợp khác bộ nhớ cho
xử lý đồ họa được cấp phát với dung lượng thay đổi từ bộ nhớ hệ thống.
Dung lượng của bộ nhớ đồ họa một phần quyết định đến: độ phân giải tối đa, độ sâu màu và tần số làm tươi
mà bo mạch đồ họa có thể xuất ra màn hình máy tính. Do vậy dung lượng bộ nhớ đồ họa là một thông số cần
quan tâm khi lựa chọn một máy tính có chip đồ họa rời. Dung lượng bộ nhớ đồ họa có thể có số lượng thấp
(1 đến 32 Mb) trong các máy trước đây, 64 đến 128 Mb trong thời gian hai đến ba năm trước đây và đến
nay đã thông dụng ở 256 Mb với mức độ cao hơn cho các Chip đồ họa cao cấp (512 đến 1Gb và thậm trí
còn nhiều hơn nữa).



4.3 - Trình điều khiển.
Chip đồ họa đều cần sử dụng một trình điều khiển riêng đối với các hệ điều hành khác nhau, nếu không có
các trình điều khiển thì dù có một Chip đồ họa hiện đại nhất hệ thống chỉ xuất ra hình ảnh có có độ phân giải
thấp, độ sâu màu thấp và với tốc độ làm tươi hạn chế. Trình điều khiển được cần được cài đặt vào hệ điều
hành (trong một số trường hợp, trình điều khiển hệ thống đã được tích hợp sẵn với hệ điều hành thì người
sử dụng có thể không cần đến việc cài đặt trình điều khiển).
Do sự quan trọng của trình điều khiển mà nó là một thành phần cơ bản, không thể thiếu trong chip đồ họa.
Đôi khi trình điều khiển chưa được hoàn thiện hay tồn tại một số lỗi dẫn đến hiệu năng của chip đồ họa bị
giảm ít hay nhiều tuỳ mức độ, hoặc xuất ra hình ảnh không đúng(sọc, răng cưa, rác...)

5) Sơ đồ khối của chip Video.



Chức năng của các khối trong Chip Video và các tín hiệu đưa ra màn hình

• Khối LVDS
  - Đây là khối xử lý tín hiệu cho màn hình LCD, LVDS là viết tắt của Low Voltage Differential Signal (Tín hiệu vi phân điện áp thấp)
  là các tín hiệu cho phép truyền đi dữ liệu video số đã được mã hoá có khả năng chống nhiễu cao và có số đường dây ít.
  - Với các máy có màn hình độ phân giải thấp từ 15 inh trở xuống thì tín hiệu LVDS chỉ có 8 đường dây.
  - Với các máy có màn hình có độ phân giải cao trên 15 inh thì tín hiệu LVDS tăng gấp đôi là 16 đường, khi đó màn hình được
  chia làm hai phần bằng nhau, phần bên trái và phần bên phải, mỗi phần có 8 đường tín hiệu LVDS điều khiển.

TX0+, TX0-, TX1+, TX1-, TX2+, TX2-, CLK+, CLK- là các tín hiệu LVDS xuất ra từ chip Video.
RX0+, RX0-, RX1+, RX1-, RX2+, RX2-, CLK+, CLK- là các tín hiệu LVDS đi vào mạch giải mã trên màn hình.

* Các tín hiệu TX0+, TX0-, TX1+, TX1- mang thông tin về hình ảnh, nên khi bị đứt hay mất các tín hiệu này thì màn
hình sẽ có hiện tượng nhiễu mầu, sai mầu, bạc hình tương tự như chưa cài Drive cho card màn hình.


Hiện tượng của màn hình khi bị đứt các tín hiệu LVDS mang thông tin hình ảnh như TX0+, TX0-, TX1+, TX1-

* Các tín hệu CLK+, CLK- mang thông tin về tín hiệu điều khiển, nên khi đứt các tín hiệu này hình ảnh sẽ mất
trên màn hình chỉ còn các vệt đen trắng.

Hiện tượng khi màn hình bị mất các tín hiệu điều khiển CLK+, CLK-

* Các tín hiệu TX2+, TX2- mang đồng thời cả thông tin hình ảnh và thông tin điều khiển, nên khi đứt các tín hiệu này
màn hình sẽ bị xé hình.

• Hiện tượng bị xé hình là do đứt các tín hiệu TX2+, TX2-

• Khối CRT
  - Đây là khối xử lý tín hiệu và tạo ra các tín hiệu Video Analog để đưa ra cổng CRT cung cấp cho màn hình bên ngoài
  các tín hiệu đưa ra bao gồm:
  * CRT_R (Red) Tín hiệu mang thông tin về hình ảnh mầu đỏ.
  * CRT_G (Green) Tín hiệu mang thông tin về hình ảnh mầu xanh lá.
  * CRT_B (Blue) Tín hiệu mang thông tin về bức ảnh mầu xanh lơ.
  * CRT_H.SYNC - Xung đồng bộ dòng, điều khiển tần số quét dòng cho màn hình.
  * CRT_V.SYNC - Xung đồng bộ mành, điều khiển tần số quét mành cho màn hình.
  * DDC_CLK - Xung Clock giao tiếp với ROM của màn hình
  * DDC_DATA - Dữ liệu giao tiếp với ROM của màn hình.

• Khối TV
  - Là khối xử lý tín hiệu Video cung cấp cho Tivi theo chuẩn S-Video, chuẩn S-Video gồm ba tín hiệu:
  * Tín hiệu Y - Mang thông tin hình ảnh đen trắng.
  * Tín hiệu C và B mang thông tin về hiành ảnh mầu.
  
• Khối TMDS
  - Khối này xử lý hình ảnh Video có độ nét cao để đưa ra cổng HDMI (High-Definition Multimedia Interface - Giao
  tiếp Video độ nét cao).
  
• Khối DAC
  - Khối đổi tín hiệu số ra thành tín hiệu Analog
  - Các tín hiệu điều khiển từ Chip SIO thường là tín hiệu số, khi đưa đến chip video chúng cần được đổi ra tín hiệu
  analog để lấy ra các lệnh điều khiển, điều khiển Chip Video thực hiện một số tác vụ như:
  - Điều khiển các chuyển mạch Video, cho phép màn hình LCD hay CRT được hiển thị hoặc cả hai hiển thị.
  - Điều khiển thay đổi độ phân giải của màn hình.
  - Giao tiếp với ROM màn hình Tivi ở chuẩn HDMI.
  
• XTAL
  Mạch dao động, mạch có chức năng tạo dao động 27MHz để cung cấp cho các hoạt động của Chip Video.
  
• Điện áp cấp cho Chip video bao gồm: 3V ; 2.5V ; 1.8V

6) Phân tích các tín hiệu vào ra Chip Video.
6.1 - Chip Video điều khiển màn hình LCD loại nhỏ 15 trở xuống và điều khiển cao áp.

- Sau khi được kiểm tra trong quá trình POST máy, chip video sẽ xuất tín hiệu ra màn hình LCD theo chuẩn LVDS thông
qua các tín hiệu TXOUT0+, TXOUT0-, TXOUT1+, TXOUT1-, TXOUT2+, TXOUT2-, TXOUTCLK1+, TXOUTCLK1-
- Khi xuất tín hiệu LVDS ra màn hình, Chip video đồng thời bật các lệnh FPVCC và VGA_ENABLE để cấp nguồn 3,3V
cho màn hình LCD và cho phép cao áp hoạt động.
+ Khi lệnh FPVCC có mức cao => chân E đèn Q2 có mức cao => đèn Q2 tắt => chân C đèn Q2 có mức cao =>
đèn Mosfet ngược Q1 dẫn => điện áp +3V đi qua Q1 vào cấp nguồn +3V_LCDVCC cho màn hình.
+ Khi lệnh H8_ENBL có mức cao => đèn Q3 tắt, đồng thời lệnh VGA_ENABLE từ chip video cũng có mức cao nên
tại chân C đèn Q3 có mức cao => điện áp này đi vào điều khiển cho cao áp hoạt động.
- Nếu Chip video chưa xuất tín hiệu ra màn hình LCD thì cao áp cũng tạm thời bị khoá, việc này nhằm đồng bộ giữa hình
ảnh và ánh sáng trên màn hình cùng xuất hiện một lúc.
Lưu ý: Khi chi video lỗi không xuất tín hiệu ra màn hình LCD thì thông thường cũng làm mất tín hiệu cho phép cao áp (mạch
Inverter) hoạt động, vì vậy khi lỗi Chip video thì thông thường màn hình vừa bị mất hình, vừa bị mất ánh sáng.


Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển màn hình và cao áp trên máy IBM Lenovo


Chuẩn cáp 20 chân cho các đèn hình 14 - 15 inh


6.2 - Chip Video điều khiển màn hình LCD loại từ 15 trở lên và điều khiển cao áp.

- Với các màn hình có kích thước lớn hơn 15 inh thì trên màn hình có ROM để cung cấp một số dữ liệu của màn hình.
Trong quá trình POST máy, sau khi Chip Video được kích hoạt, nó hoạt động và trước tiên nó truy cập vào ROM
trên màn hình để nạp chương trình, chương trình này cho biết một số thuộc tính của màn hình như độ phân giải, điện áp vv
=> Nếu nạp được chương trình trong ROM của màn hình, chip Video mới cho xuất tín hiệu LVDS ra màn hình, đồng thời
ra lệnh cấp nguồn 3V hoặc 5V (VLCD) cho màn hình và cho phép cao áp hoạt động thông qua lệnh BK_EN.
=> Nếu như Chip video không thể đọc chương trình của ROM trên màn hình thì nó sẽ khoá tín hiệu Video và điện áp cấp
cho màn hình cũng không có, cao áp (Inverter) không hoạt động.


Chuẩn cáp 30 chân cho các màn hình trên 15 inh



6.3 - Chip video điều khiển điện áp màn hình và điều khiển cao áp.



Nguyên lý hoạt động:
+ Khi Chip video xuất tín hiệu ra màn hình thì đồng thời cũng cho ra lệnh DISP_ON, lệnh LVDS_BLON và lệnh DPST_PWM
- Lệnh DISP_ON có mức cao điều khiển cho đèn Q31 dẫn => khiến cho đèn Q30 tắt => đèn Q1 dẫn, điện áp 3V đi qua đèn
Q1 vào cấp điện LCDVCC cho màn hình.
- Lệnh LVDS_BLON sẽ cho phép mạch Inverter (cao áp) hoạt động để chiếu sáng màn hình.
- Lệnh DPST_PWM sẽ điều khiển ánh áng trên màn hình.
+ Nếu chip Video bị lỗi hay có sự cố mất nguồn thì lúc đó tín hiệu LVDS xuất ra màn hình không có, đồng thời điện áp cấp
cho màn hình cũng bị mất và mạch cao áp cũng không hoạt động.

Nguồn: Học nghề trực tuyến​